Радиоактивность

Страница 3

- 15 - нахождения радиоактивных веществ в ЖКТ происходит облучение ки- шечника [39, 52]. Распределение инкорпорированных радионуклидов в организме Судьба поступивших в организм радионуклидов зависит от их свойств и химической природы. Существует три основных типа распределения радионуклидов в организме: скелетный, ретикуло-эндотелиальный и диффузный. Скелетный - нуклиды щелочно-земельной группы элементов (Ca, Sr, Da, Ra). Ретикулоэндотелиальное распределение присуще нуклидам ред- коземельных элементов (Ge, Pr, Pm, Zn, Th, Am) и трансурановым элементам. Диффузный - щелочные металлы (K, Na, Cs, Rb). Известны случаи высокой избирательности распределения - органоспецифический. По способности накапливать радионуклиды основные органы располагаться следующим образом: щитовидная железа, печень, же- лудочно-кишечный тракт (ЖКТ), почки, скелет, мышцы [4, 38, 52]. 1.6. Hарушения обмена веществ Радиационные изменения, происходящие под влиянием облуче- ния по существу во всех тканях организма, не могут не сказаться на обмене веществ [52].

- 16 - Процессы обмена веществ и энергии являются материальной основой всех изменений, происходящих в организме. Биохимические нарушения - один из тестов наличия остаточных повреждений в ор- ганизме в отдаленные сроки. Одной из причин их присутствия яв- ляется радиационное повреждение печени гепатотропными радионук- лидами, которые составляют значительную часть активности РПВ. По накоплению радионуклидов печень занимает второе место, усту- пая лишь щитовидной железе. Печень является "центральной биохи- мической лабораторией" и е" повреждение не может не сказаться на состоянии процессов обмена. В ней происходит синтез белков плазмы крови, трансаминирование, дезаминирование, расщепление ненужных организму веществ, образование мочевины. По И.H. Кендышу, в радиорезистентных тканях (мышцы, голов- ной мозг и др.) метаболические сдвиги невелики или отсутствуют, а в радиочувствительных тканях происходят существенные биохими- чески изменения, для этого периода характерны угнетение всех биосинтетических процессов и резкое усиление катаболизма. В от- личие от этого, в печени облученных животных преобладает анабо- лический тип обменных сдвигов, выражающийся в усилении синтеза углеводов, липидов, белков и РHК. Автор считает, что активация биосинтеза основных метаболических субстратов в печени есть следствие регуляторных эффектов, вызываемых метаболитами радио- чувствительных тканей, прежде всего аминокислотами [52]. Обсуждая биохимические процессы в подвергнутом облучению организме, следует всегда иметь в виду их деление на две кате- гории: биохимический этап в механизме первичного действия иони- зирующих излучений и биохимические изменения, происходящие в организме при развитии лучевой болезни и ее отдаленных последс-

- 17 - твий. Следствием процессов биохимического этапа первичного дейс- твия ионизирующего излучения следует признать такие важные ци- тологические события, как мутации, в частности разрывы хромосом, а также повреждения, приводящие к интерфазной гибели клеток [22]. О том, что разрыв хромосомы - значительно более сложное событие, чем механическое следствие прохождения ионизирующей частицы, свидетельствует хотя бы существование химического му- тагенеза, биохимическая природа которого едва ли подлежит сом- нению. Свидетельством механического компонента хромосомного раз- рыва можно считать зависимость выхода хромосомных аббераций от ЛПЭ, хотя разрыв не обязательно происходит в месте прохождения частицы. Эти противоречия частично устраняются принятием гипо- тезы высвобождения ферментов вследствии радиационного нарушения внутриклеточных структур с последующей активацией ферментов и нарушением их пространственной координации [26]. 1.7. Характеристика ядерных взрывов За последние 50 лет каждый из нас подвергался облучению от радиоактивных осадков, которые образовались в результате ядер- ных взрывов. Речь идет не о тех радиоактивных осадках, которые выпали после бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 году, а об осадках, связанных с испытанием ядерного оружия в атмосфере. Максимум испытаний ядерного оружия в атмосфере приходится на два периода: первый - на 1954-1958 годы, когда взрывы прово-

- 18 - дили Великобритания, США и СССР, и второй, более значительный, - на 1961-1962 годы, когда их проводили в основном Соединенные Штаты и Советский Союз. Эти страны в 1963 году подписали Дого- вор об ограничении испытаний ядерного оружия, обязывающий не испытывать его в атмосфере, под водой и в космосе. Подземные испытания проводятся до сих пор, но они обычно не сопровождают- ся образованием радиоактивных осадков [39]. Большинство ядерных взрывов производилось в северном полу- шарье Земли. Радиоактивное облако, гонимое преимущественно за- падными ветрами огибает северное полушарье и на своем пути пок- рывает земную поверхность радиоактивным аэрозолем [43]. 1.8. Продукты ядерных взрывов Продукты ядерного деления представляют собой смесь более чем 200 радиоактивных изотопов. Поступая в организм, они в процессе обмена веществ заменяют стабильные элементы и при рас- паде образуют нуклиды соседних групп периодической системы. Та- кие трансмутационные эффекты, а также возможность химических перестроек в результате радиоактивной отдачи, происходящей при эмиссии бетта-частиц и нейтронов, определяют своеобразное био- логическое действие продуктов ядерного деления. При наземных и надземных испытаниях радиоактивные частицы поднимаются до больших высот и образуют своего рода течения, которые движутся над Землей со скоростью примерно 200 км/ч. Радиоактивное облако возникающее при взрыве ядерной бомбы может за две недели обойти весь Земной шар. Опасность для населения возникает тогда, когда радиоактив-

- 19 - ные частицы из атмосферы выпадают с осадками на землю, а когда, где, в каком количестве они выпадут после взрыва, точно опреде- лить невозможно [22]. Часть радиоактивного материала выпадает неподалеку от мес- та испытания, какая-то часть задерживается в тропосфере, под- хватывается ветром и перемещается на большие расстояния, оста- ваясь примерно на одной и той же широте. Находясь в воздухе в среднем около месяца, радиоактивные вещества во время этих пе- ремещений постепенно выпадают на землю. Большая же часть ради- оактивного материала выбрасывается в стратосферу на высоту 10-50 км. Там он остается многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности Земного шара. Радиоактивные осадки содержат несколько сотен различных радионуклидов, однако большинство из них имеет ничтожную концентрацию или быстро рас- падается. Основной вклад в облучение человека дают только четы- ре радионуклида: углерод-14, цезий-137, цирконий-95 и строн- ций-90. Цирконий-95, период полураспада которого составляет 64 суток, уже не является источником облучения. Цезий-137 и строн- ций-90 имеют периоды полураспада примерно 30 лет, поэтому они будут давать вклад в облучение приблизительно до конца этого века. И только углерод-14, у которого период полураспада равен 5730 годам, будет оставаться источником радиоактивного излуче- ния даже в отдаленном будущем: к 2000 году он потеряет лишь 7% своей активности [39]. В некоторых работах рассмотрены вопросы реконструкции эф- фективных доз (ЭД) облучения населения, проживающего в регионе локального выпадения радиоактивных продуктов (РП) ядерного взрыва. Метод оценки ЭД включает модели миграции радионуклидов

- 20 - по пищевым цепочкам, поступление РП внутрь организма через ор- ганы дыхания и пищеварения, инкорпорации и формирования доз в органах и тканях человека. Проблема реконструкции данных о по- лях выпадений РП решается с использованием фактических данных и на основании физико-математического моделирования процессов формирования изотопного состава радиоактивных частиц, развития области взрыва и распространения радиоактивных примесей в ат- мосфере [31]. Существует метод ретроспективного восстановления дозы внеш- него облучения, вызванного локальными выпадениями ядерных взры- вов, по величине осадка Csх5137х0 на почве в настоящее время [28]. Возможной причиной увеличенной частоты онкологических за- болеваний в Алтайском крае является ингаляционное поступление внутрь организма радионуклидов из выпадений продуктов испытаний ядерного оружия на Семипалатинском полигоне. Для проверки этой гипотезы предложено использовать радиографический метод поиска Pu-239 в тканях легких онкологических больных. Полученные ре- зультаты показали наличие Pu-239 в лимфатических узлах по край- ней мере 10 из 25 обследованных больных раком легкого [35]. 1.9. Отдаленные последствия облучения Одна из весьма характерных особенностей лучевой болезни состоит в том, что в весьма отдаленные сроки (у человека через 10-20 лет) после облучения в "выздоровевшем" и казалось бы, полностью восстановившемся от лучевого поражения организме вновь возникают различные изменения, которые называют отдален- ными последствиями облучения. К ним относят, в первую очередь,